西安工大焊接冶金學基本原理-第2章焊接化學冶金

1、西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金焊接冶金學焊接冶金學-基本原理基本原理主講主講: : 張文興張文興西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金含義含義：在熔焊過程中，焊接區(qū)內(nèi)各種物質(zhì)之間在高溫下相互作用。作用作用：對焊縫金屬的成分、性能、缺陷和焊接工藝都有很大影響

2、。內(nèi)容內(nèi)容：研究在各種焊接工藝條件下，冶金反應(yīng)與焊縫金屬成分、性能之間的關(guān)系及變化規(guī)律。目的目的：合理選擇焊接材料，控制焊縫金屬成分和性能，設(shè)計創(chuàng)造新的焊接材料。西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金本章內(nèi)容：本章內(nèi)容： 2.12.1焊接化學冶金過程特點焊接化學冶金過程特點 2.22.2氣相對金屬的作用氣相對金屬的作用 2.32.3熔渣及其對金屬的作用熔渣及其對金屬的作用 2.42.4焊縫金屬的合金過渡焊縫金屬的合金過渡西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院Scho

3、ol of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金2.12.1焊接化學冶金過程特點焊接化學冶金過程特點2.1.1焊條熔化及熔池形成焊條熔化及熔池形成2.1.2焊接過程中對熔融金屬的保護焊接過程中對熔融金屬的保護2.1.3 焊接化學冶金反應(yīng)區(qū)及其反應(yīng)條件焊接化學冶金反應(yīng)區(qū)及其反應(yīng)條件2.1.4 焊接工藝條件與化學冶金反應(yīng)的關(guān)系焊接工藝條件與化學冶金反應(yīng)的關(guān)系西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金普通化學

4、冶金和焊接化學冶金過程對比：普通化學冶金和焊接化學冶金過程對比：普通化學冶金過程普通化學冶金過程 對金屬熔煉加工過程，在特定的熔爐中進行。對金屬熔煉加工過程，在特定的熔爐中進行。焊接化學冶金過程焊接化學冶金過程 金屬在焊接條件下，再熔煉的過程，焊接時焊縫相當于熔爐。金屬在焊接條件下，再熔煉的過程，焊接時焊縫相當于熔爐。二者共同點二者共同點：金屬冶煉加工。金屬冶煉加工。不同點：不同點：1 1）原材料不同）原材料不同 普冶材料：礦石、焦炭、廢鋼鐵普冶材料：礦石、焦炭、廢鋼鐵 焊接材料：焊條、焊絲、焊劑焊接材料：焊條、焊絲、焊劑2 2）目的不同）目的不同 普冶：提煉金屬；調(diào)整狀態(tài)普冶：提煉金屬；調(diào)整

5、狀態(tài) 焊冶：對金屬再熔煉，以滿足構(gòu)件性能焊冶：對金屬再熔煉，以滿足構(gòu)件性能焊接原理就是用基本理論焊接原理就是用基本理論 分析在焊接條件下的特點，分析在焊接條件下的特點，重點是不同之處。重點是不同之處。含義或形式不同在熔爐中進行，量大焊縫相當于熔爐，量小西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金西安工業(yè)大學材化

6、學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金2.1.12.1.1焊條熔化及熔池形成焊條熔化及熔池形成1 1、焊條的加熱及熔化、焊條的加熱及熔化（1 1）焊條的加熱）焊條的加熱 電阻熱：焊接電流通過焊芯時產(chǎn)生的電阻熱。（電阻熱：焊接電流通過焊芯時產(chǎn)生的電阻熱。（600600650650) ) 電弧熱：焊接電弧傳給焊條端部的熱量。（主要）電弧熱：焊接電弧傳給焊條端部的熱量。（主要） 化學反應(yīng)熱：藥皮部分化學物質(zhì)化學反應(yīng)時產(chǎn)生的熱量（極少）化學反應(yīng)熱：藥皮部分化學物質(zhì)化學反應(yīng)時產(chǎn)生的熱量（極少）

7、 2.12.1焊接化學冶金過程的特點焊接化學冶金過程的特點西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金（2 2） 焊條金屬的熔化速度焊條金屬的熔化速度 焊條金屬的平均熔化速度：焊條金屬的平均熔化速度： 單位時間內(nèi)熔化的焊芯質(zhì)量或長度稱為單位時間內(nèi)熔化的焊芯質(zhì)量或長度稱為,與焊接電流成正比與焊接電流成正比 MPGgItgM焊條金屬平均熔化速度（g/h)G 熔化的焊芯質(zhì)量（g） t 電弧燃燒的時間（h） I 焊接電流（A) P焊條的熔化系數(shù)g/(Ah)西安工業(yè)大學材化學院西安工

8、業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金 焊條金屬平均熔敷速度：焊條金屬平均熔敷速度： 單位時間內(nèi)真正進入焊縫金屬的那一部分金屬的質(zhì)量稱單位時間內(nèi)真正進入焊縫金屬的那一部分金屬的質(zhì)量稱DDHGgItgD焊條金屬的平均熔敷速度（g/h)GD熔敷到焊縫金屬中的金屬質(zhì)量（g）H焊條的平均熔敷系數(shù)（g/(Ah)）損失系數(shù)：損失系數(shù)： 損失的金屬質(zhì)量與熔化的焊芯質(zhì)量之比，稱為損失的金屬質(zhì)量與熔化的焊芯質(zhì)量之比，稱為 = (G-G= (G-GD D)/G = (g)/G = (gM M-g-gD D)/g)

9、/gM M = 1-= 1-H H/P P H H = (1-) = (1-) P P西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金熔滴：熔滴：在電弧熱的作用下，焊條端部熔化形成的滴狀液態(tài)金屬。在電弧熱的作用下，焊條端部熔化形成的滴狀液態(tài)金屬。（3 3） 焊條金屬熔滴及過渡特性焊條金屬熔滴及過渡特性 a a）熔滴的過渡形式）熔滴的過渡形式短路過渡、顆粒過渡、附壁過渡。西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Eng

10、ineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金短路過渡示意圖堿性焊條：短路過渡和大顆粒過渡；酸性焊條：細顆粒過渡和附壁過渡。 西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金圖焊條端部熔滴質(zhì)量隨時間的變化圖焊條端部熔滴質(zhì)量隨時間的變化 (低氫堿性焊條，反接低氫堿性焊條，反接)西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金b) 熔滴的比表面積和熔滴的比

11、表面積和 與周圍介質(zhì)相互作用時間與周圍介質(zhì)相互作用時間熔滴的比表面積熔滴的比表面積S S： 熔滴的表面積與其質(zhì)量之比，稱為熔滴的表面積與其質(zhì)量之比，稱為。 熔滴越細，比表面積越大熔滴越細，比表面積越大 I,R,S，利于冶金反應(yīng)進行。，利于冶金反應(yīng)進行。 大小大小 103104cm2/kg熔滴與周圍介質(zhì)的平均相互作用時間：熔滴與周圍介質(zhì)的平均相互作用時間：很短很短, 0.011.0s, 0.011.0s內(nèi)。內(nèi)。234343ggARSVRR比表面積小存在時間短西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章

12、 焊接化學冶金焊接化學冶金 c）熔滴溫度）熔滴溫度 實測手工電弧焊碳鋼焊條實測手工電弧焊碳鋼焊條: 熔滴平均溫度：熔滴平均溫度： 1800-2400 熔渣平均溫度：熔渣平均溫度： 1600 熔池平均溫度：熔池平均溫度： 1770100 電流越大溫度越高，焊絲直徑越細溫度越高。電流越大溫度越高，焊絲直徑越細溫度越高。注：注：藥皮熔化后（熔渣）的向熔池過渡藥皮熔化后（熔渣）的向熔池過渡：以薄膜的形式包在熔滴外面或夾在熔滴內(nèi)同熔滴一起過渡。以薄膜的形式包在熔滴外面或夾在熔滴內(nèi)同熔滴一起過渡。直接從焊條端部流入熔池或以滴狀落入熔池。直接從焊條端部流入熔池或以滴狀落入熔池。溫度高西安工業(yè)大學材化學院西安

13、工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金2 2 熔池的形成熔池的形成熔池：熔池：熔焊時，母材上由熔化的焊條金屬與局部熔化的母熔焊時，母材上由熔化的焊條金屬與局部熔化的母材所組成的具有一定材所組成的具有一定幾何形狀幾何形狀的液體金屬。的液體金屬。 就像鋼錠冶煉一樣，不過體積小。就像鋼錠冶煉一樣，不過體積小。西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金（1）熔池的形狀和尺寸）熔

14、池的形狀和尺寸熔池為半橢球，幾何尺寸：熔池為半橢球，幾何尺寸：Hmax(深度）深度）, Bmax（寬度）（寬度）, L（長度）（長度） I，Bmax (主要受主要受I控制控制) Hmax (不確定，不確定，TIG略有增大略有增大) ； U，Hmax (主要受主要受U控制控制) Bmax (不確定不確定) ； P P2 2比例系數(shù)，取決于焊接比例系數(shù)，取決于焊接 方法和電流方法和電流 2.4-5.52.4-5.5 I I焊接電流焊接電流 UU焊接電壓焊接電壓 該式適用于點狀熱源該式適用于點狀熱源 。比表面積：比表面積： 熔池熔池 (0.313)10cm2/kg 熔滴熔滴 103104cm2/kg

15、2LP IU西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金（2）熔池的質(zhì)量和存在時間）熔池的質(zhì)量和存在時間 質(zhì)量質(zhì)量：手弧焊：手弧焊：0.616g，一般小于，一般小于5g 埋弧焊：最大埋弧焊：最大100g。 最大存在時間：最大存在時間：幾秒幾秒-幾十秒幾十秒 比熔滴長。比熔滴長。 tmax=L/v v：焊速：焊速 平均存在時間：平均存在時間： m mp p：熔池的質(zhì)量：熔池的質(zhì)量 ：熔池液態(tài)金屬的密度：熔池液態(tài)金屬的密度A Aw w：焊縫的橫截面積：焊縫的橫截面積pcpWmt

16、vA平均長度西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金 （3 3）熔池溫度）熔池溫度 熔池中部溫度最高，前部熔池中部溫度最高，前部/ /尾部低。尾部低。熔滴平均溫度：熔滴平均溫度： 1800-2400熔池平均溫度：熔池平均溫度： 1770100熔渣平均溫度：熔渣平均溫度： 1600西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金（4 4）熔池運動狀態(tài)）熔池

17、運動狀態(tài)a a）液態(tài)金屬密度差引起自由對流運動）液態(tài)金屬密度差引起自由對流運動b b）表面張力差引起強迫對流運動）表面張力差引起強迫對流運動c c）熔池中各種機械力攪拌）熔池中各種機械力攪拌 對焊接質(zhì)量的影響對焊接質(zhì)量的影響 元素擴散元素擴散成分均勻化成分均勻化 熔渣運動熔渣運動反應(yīng)徹底反應(yīng)徹底 上浮上浮夾雜夾雜（熔渣密度小）（熔渣密度?。?氣泡上浮氣泡上浮氣孔氣孔西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金2.1.22.1.2焊接過程中對熔融金屬的保護焊接過程中對熔融金屬

18、的保護1 1、保護的必要性及目的、保護的必要性及目的 現(xiàn)象：氧氮顯著提高現(xiàn)象：氧氮顯著提高 合金元素燒損合金元素燒損 電弧不穩(wěn)電弧不穩(wěn) 目的：減少和防止空氣（氧、氮）進入焊接區(qū)，避免合金元目的：減少和防止空氣（氧、氮）進入焊接區(qū)，避免合金元素燒損，素燒損，降低焊縫的性能；降低焊縫的性能；促進電弧穩(wěn)定燃燒，促進電弧穩(wěn)定燃燒，改善工藝性能改善工藝性能。光焊絲焊接塑韌性下降焊接化學冶金焊接化學冶金首要任務(wù)首要任務(wù)工藝性下降西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金2、保護方式和

19、效果、保護方式和效果真空：電子束焊真空：電子束焊(小于小于0.0133Pa）氣體：氣體：TIG焊焊, CO2, MIG熔渣：埋弧焊，渣保護的焊條熔渣：埋弧焊，渣保護的焊條氣氣-渣：焊條電弧焊、藥芯焊渣：焊條電弧焊、藥芯焊自保護：焊絲含脫氧劑，脫氮劑（非機械隔離空氣）自保護：焊絲含脫氧劑，脫氮劑（非機械隔離空氣） 效果效果效果差無實用價值但可作為補充西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金3、焊條的組成（補充內(nèi)容）、焊條的組成（補充內(nèi)容）（1 1）焊芯）焊芯- -焊絲焊絲

20、 作用：導電、填充金屬。作用：導電、填充金屬。（2 2）藥皮）藥皮 作用：機械保護作用作用：機械保護作用 冶金處理作用冶金處理作用西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金藥皮組成藥皮組成穩(wěn)弧劑穩(wěn)弧劑: : 改善引弧性能和提高電弧燃燒的穩(wěn)定性（原材料為易改善引弧性能和提高電弧燃燒的穩(wěn)定性（原材料為易電離或電離勢低的物質(zhì)）。電離或電離勢低的物質(zhì)）。 如：如：K K2 2COCO3 3、CaCOCaCO3 3大理石、長石、鉀水玻璃等。大理石、長石、鉀水玻璃等。造渣劑造渣劑:

21、: 造成具有一定造成具有一定物理性能、化學性能物理性能、化學性能的熔渣，起到保護的熔渣，起到保護作用和改善焊縫成型。作用和改善焊縫成型。 如：鈦鐵礦、金紅石、螢石如：鈦鐵礦、金紅石、螢石( (CaF2 ) )、長石（硅酸鹽）等。、長石（硅酸鹽）等。 造氣劑造氣劑: : 造氣保護。有機物、碳酸鹽。有機物如：木粉、淀粉、造氣保護。有機物、碳酸鹽。有機物如：木粉、淀粉、析出氣體析出氣體COCO2 2、H H2 2。碳酸鹽析出氣體。碳酸鹽析出氣體COCO2 2，高溫時產(chǎn)生，高溫時產(chǎn)生COCO。脫氧劑脫氧劑: : 降低藥皮中或熔渣的氧化性和脫除金屬中的氧。降低藥皮中或熔渣的氧化性和脫除金屬中的氧。 如：

22、鐵合金，錳鐵、鈦鐵、硅鐵等。如：鐵合金，錳鐵、鈦鐵、硅鐵等。合金劑合金劑: : 使焊縫補償燒損和獲得必要的合金成分。使焊縫補償燒損和獲得必要的合金成分。 如：如：FeFe合金、純金屬。合金、純金屬。西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金粘結(jié)劑粘結(jié)劑:將涂料牢固的粘在焊芯上，參加冶金反應(yīng)，如鈉水玻將涂料牢固的粘在焊芯上，參加冶金反應(yīng)，如鈉水玻璃、鉀水玻璃與鈉水玻璃混合。璃、鉀水玻璃與鈉水玻璃混合。增塑性增塑性:便于用機器壓制焊條，額外加入一些能改善涂料塑性便于用機器壓制

23、焊條，額外加入一些能改善涂料塑性或滑潤性物質(zhì)。如云母、白泥、滑石等。或滑潤性物質(zhì)。如云母、白泥、滑石等。藥皮組成總結(jié)：藥皮組成總結(jié)：一系列氧化物（一系列氧化物（Ti，F(xiàn)e，Mn、Si），碳酸鹽（），碳酸鹽（Ca，Na，K）、）、硅酸鹽（硅酸鹽（SiO2的復合化合物）、純的復合化合物）、純Me，有機物及，有機物及CaF2等。等。書書P83頁。頁。西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金2.1.3 焊接化學冶金反應(yīng)區(qū)及其反應(yīng)條件焊接化學冶金反應(yīng)區(qū)及其反應(yīng)條件分區(qū)域連續(xù)進行分

24、區(qū)域連續(xù)進行 焊條電弧焊焊條電弧焊3個反應(yīng)區(qū)。個反應(yīng)區(qū)。YT西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金1、藥皮反應(yīng)區(qū)：、藥皮反應(yīng)區(qū)： 指焊條受熱后，直到焊條藥指焊條受熱后，直到焊條藥皮熔點前發(fā)生的一些反應(yīng)皮熔點前發(fā)生的一些反應(yīng)。溫度溫度：100-1200 （鋼）（鋼）反應(yīng)反應(yīng)：水分的蒸發(fā)、某些物：水分的蒸發(fā)、某些物質(zhì)的分解和鐵合金的氧化。質(zhì)的分解和鐵合金的氧化。氣保護及氣體氧化問題。氣保護及氣體氧化問題。 （先期脫氧）（先期脫氧）水分蒸發(fā)結(jié)晶水分解碳酸鹽分解鐵合金氧化西安

25、工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金2 熔滴反應(yīng)區(qū)熔滴反應(yīng)區(qū)熔滴形成、長大、脫離焊條、過渡到熔池之前所發(fā)生的反應(yīng)。熔滴形成、長大、脫離焊條、過渡到熔池之前所發(fā)生的反應(yīng)。特點特點：溫度高溫度高 1800180024002400，過熱度，過熱度300300900 900 與氣體、熔渣的接觸面積大與氣體、熔渣的接觸面積大。比表面積是煉鋼的。比表面積是煉鋼的10001000倍倍各相反應(yīng)時間短各相反應(yīng)時間短 末端停留末端停留0.010.010.1s 0.1s ，速度，速度2.52

26、.510m/s10m/s，弧柱區(qū)弧柱區(qū)0.00010.00010.001s0.001s熔渣和熔滴金屬發(fā)生強烈的混合熔渣和熔滴金屬發(fā)生強烈的混合。反應(yīng)最激烈，包括：氣體的分解和溶解、金屬的蒸發(fā)、金屬及其反應(yīng)最激烈，包括：氣體的分解和溶解、金屬的蒸發(fā)、金屬及其合金成分的氧化與還原等。合金成分的氧化與還原等。 西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金3 熔池反應(yīng)區(qū)熔池反應(yīng)區(qū) 熔滴和熔渣進入熔池，到金屬凝固形成焊縫熔滴和熔渣進入熔池，到金屬凝固形成焊縫所發(fā)生的反應(yīng)。所發(fā)生的反應(yīng)

27、。物理特點（與熔滴反應(yīng)區(qū)相比）：物理特點（與熔滴反應(yīng)區(qū)相比）： 平均溫度低平均溫度低：1600-1900 （熔滴（熔滴1800180024002400） 比表面積小比表面積?。?130 cmcm2 2/kg/kg（熔滴（熔滴10103 3104 cmcm2 2/kg/kg） 反應(yīng)時間長反應(yīng)時間長：3-8s3-8s（SMAWSMAW）（熔滴）（熔滴0.010.011.0s1.0s）化學特點：化學特點： 反應(yīng)物濃度與平衡濃度之差小；反應(yīng)物濃度與平衡濃度之差小； 反應(yīng)速度慢反應(yīng)速度慢 當藥皮系數(shù)當藥皮系數(shù)Kb比較大時，參與反應(yīng)比較大時，參與反應(yīng) 的熔渣數(shù)量比較多；（的熔渣數(shù)量比較多；（見下圖）見下圖

28、） 反應(yīng)物時不斷更新的。反應(yīng)物時不斷更新的。 反應(yīng)動態(tài)平衡、焊縫成分穩(wěn)定反應(yīng)動態(tài)平衡、焊縫成分穩(wěn)定 西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金熔池溫度不均勻，前部有利于吸熱反應(yīng)、熔池溫度不均勻，前部有利于吸熱反應(yīng)、金屬熔化、吸氣；后部有利于放熱反應(yīng)、金屬熔化、吸氣；后部有利于放熱反應(yīng)、金屬凝固、排氣。另外，熔池金屬對流金屬凝固、排氣。另外，熔池金屬對流和攪拌運動，加速反應(yīng)，利于排氣排渣和攪拌運動，加速反應(yīng)，利于排氣排渣、熔池、熔滴對化學冶金反應(yīng)、熔池、熔滴對化學冶金反應(yīng)的

29、貢獻與的貢獻與Kb有關(guān)有關(guān)注意：焊接化學冶金不是間斷注意：焊接化學冶金不是間斷而是而是分區(qū)域連續(xù)進行分區(qū)域連續(xù)進行。西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金2.1.4 焊接工藝條件與化學冶金反應(yīng)的關(guān)系焊接工藝條件與化學冶金反應(yīng)的關(guān)系1 1、熔合比的影響、熔合比的影響 熔合比：熔合比：焊縫金屬中，局部熔化的母材所占的比例。焊縫金屬中，局部熔化的母材所占的比例。 BABSSS 熔合比SB熔化母材的面積SA填充金屬的面積西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School o

30、f Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金 C0 某元素在焊縫金屬中的質(zhì)量百分數(shù)。某元素在焊縫金屬中的質(zhì)量百分數(shù)。 Cb 該元素在母材中的質(zhì)量百分數(shù)。該元素在母材中的質(zhì)量百分數(shù)。 Ce 該元素在焊芯中的質(zhì)量百分數(shù)。該元素在焊芯中的質(zhì)量百分數(shù)。 熔合比熔合比0(1)beCCCCW 焊縫金屬中合金元素的實際濃度。焊縫金屬中合金元素的實際濃度。Cd 熔敷金屬中元素的實際質(zhì)量百分數(shù)熔敷金屬中元素的實際質(zhì)量百分數(shù)(1)wbdCCC焊縫金屬的合金元素濃度：焊縫金屬的合金元素濃度：焊縫金屬的合金元素實際濃度：焊縫金屬的合金元素實際濃度：西安

31、工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金2、熔滴過渡特性的影響（實質(zhì)是工藝參數(shù)）、熔滴過渡特性的影響（實質(zhì)是工藝參數(shù)）焊接電流焊接電流I I的變化的變化 冶金反應(yīng)不充分冶金反應(yīng)不充分It 滴焊接電弧電壓焊接電弧電壓U U的變化的變化 U U 弧長弧長 t t滴滴 冶金反應(yīng)充分冶金反應(yīng)充分西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金焊接化學冶金過程特點焊接

32、化學冶金過程特點西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金內(nèi)容：內(nèi)容： 2.12.1焊接化學冶金過程特點焊接化學冶金過程特點 2.22.2氣相對金屬的作用氣相對金屬的作用 2.32.3熔渣及其對金屬的作用熔渣及其對金屬的作用 2.42.4焊縫金屬的合金過渡焊縫金屬的合金過渡第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學

33、冶金2.2 氣相對金屬的作用氣相對金屬的作用2.2.1 焊接區(qū)的氣體焊接區(qū)的氣體2.2.2 氮對金屬的作用氮對金屬的作用2.2.3 氫對金屬的作用氫對金屬的作用2.2.4 氧對金屬的作用氧對金屬的作用西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金2.2 氣相對金屬的作用氣相對金屬的作用2.2.1 焊接區(qū)的氣體焊接區(qū)的氣體 氣體的來源和產(chǎn)生氣體的來源和產(chǎn)生（1）氣體的來源）氣體的來源 焊接材料（主要），母材和環(huán)境氣氛。焊接材料（主要），母材和環(huán)境氣氛。（2）氣體的供給途徑）氣體

34、的供給途徑 主要由主要由直接輸入或侵入直接輸入或侵入的原始氣體，的原始氣體，物化反應(yīng)產(chǎn)生的氣體物化反應(yīng)產(chǎn)生的氣體。西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金a. 有機物的分解和燃燒有機物的分解和燃燒淀粉、纖維素和藻酸鹽淀粉、纖維素和藻酸鹽酸性焊條造氣劑和增塑劑酸性焊條造氣劑和增塑劑產(chǎn)物：產(chǎn)物：CO2,CO,H2及水氣及水氣220 -320 分解分解50%；800 完全分解。完全分解。纖維素焊條烘干溫度不超過150西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of

35、Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金 b.碳酸鹽和高價氧化物的分解碳酸鹽和高價氧化物的分解 碳酸鹽：碳酸鹽：CaCO3、MgCO3、CaMg(CO3) 2作用：焊條造氣劑作用：焊條造氣劑分解：分解： CaCOCaCO3 3 分解分解545 545 ，劇烈，劇烈910910 MgCO MgCO3 3 分解分解325 325 ，劇烈，劇烈650 650 產(chǎn)物：產(chǎn)物：COCO2 2 氧化物氧化物焊條烘干多少度焊條烘干多少度? ?高價氧化物：高價氧化物：Fe2O3和和MnO2產(chǎn)物：產(chǎn)物：O2和低價氧化物和低價氧化物FeO和和MnOP

36、S:藥皮反應(yīng)區(qū)溫度藥皮反應(yīng)區(qū)溫度100-1200 西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金 c. 材料的蒸發(fā)及冶金反應(yīng)材料的蒸發(fā)及冶金反應(yīng) 吸附水，結(jié)晶水，金屬蒸氣，熔渣蒸氣，一些冶金反應(yīng)吸附水，結(jié)晶水，金屬蒸氣，熔渣蒸氣，一些冶金反應(yīng) d.直接輸入或侵入直接輸入或侵入 保護氣，周圍空氣中的保護氣，周圍空氣中的N2,O2,H2O，保護氣體中的，保護氣體中的N2,O2,H2O。（3）氣體的分解和電離）氣體的分解和電離 產(chǎn)物：產(chǎn)物：H,O,H2,O2（4）焊接區(qū)氣體的成份）

37、焊接區(qū)氣體的成份 由由N2, H2, O2，CO2, H2O,金屬和熔渣的蒸氣以及它們分解和電金屬和熔渣的蒸氣以及它們分解和電離的產(chǎn)物組成的混合物。紅色離的產(chǎn)物組成的混合物。紅色5種氣體對焊接質(zhì)量有重要影響。種氣體對焊接質(zhì)量有重要影響。它們與金屬的作用分兩種類型：它們與金屬的作用分兩種類型： a.氣體在金屬中的溶解。氣體在金屬中的溶解。N2, H2, O2 b.與金屬化學反應(yīng)（特指氧化），與金屬化學反應(yīng)（特指氧化）， O2，CO2, H2O西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊

38、接化學冶金2.2.2 氮對金屬的作用氮對金屬的作用來源：來源：主要是焊接區(qū)周圍的空氣。主要是焊接區(qū)周圍的空氣。氮與金屬作用形式：氮與金屬作用形式： （1 1）不與氮發(fā)生作用的金屬，即不能熔解氮又不形成氮）不與氮發(fā)生作用的金屬，即不能熔解氮又不形成氮化物，可用化物，可用N N作為保護氣體，如作為保護氣體，如CuCu、NiNi等。等。 （2 2）與氮發(fā)生作用的金屬，即能溶解氮又能形成氮化物）與氮發(fā)生作用的金屬，即能溶解氮又能形成氮化物，這種情況下就要防止焊縫金屬的氮化，如，這種情況下就要防止焊縫金屬的氮化，如FeFe、TiTi等。等。西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Ma

39、terial and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金 一個大氣壓分壓時溫度對一個大氣壓分壓時溫度對H和和N 在在Fe中的溶解度影響中的溶解度影響分析：電弧焊時含氮量遠大于其溶解度的原因西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金1 1、氮在金屬中的溶解、氮在金屬中的溶解 （1 1）原子形式溶于液態(tài)金屬）原子形式溶于液態(tài)金屬 （平方根定律：（平方根定律： ） （2 2）以）以NONO形式溶入形式溶入（氧化氣氛條件下）（氧化氣氛

40、條件下） （3 3）以氮離子形式溶入）以氮離子形式溶入（電離）（電離）液態(tài)金屬中含氮量遠高于溶解度的原因：液態(tài)金屬中含氮量遠高于溶解度的原因： 過熱度大；受激條件下溶解速度大；過熱度大；受激條件下溶解速度大；N N3+3+在陰極溶入；在陰極溶入；NONO溶入溶入N22NNON+O西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金2、氮對焊接質(zhì)量的影響、氮對焊接質(zhì)量的影響 （1）氣孔）氣孔 （2）改變力學性能，強度升，塑性、韌性降。）改變力學性能，強度升，塑性、韌性降。 （3）時效

41、脆化）時效脆化（形成針狀（形成針狀Fe4N, 加加Ti、Al、Zr抑制或消除）抑制或消除）西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金3、影響焊縫含氮量的因素及控制措施、影響焊縫含氮量的因素及控制措施 （1）控氮主要途徑，加強保護，減少輸入）控氮主要途徑，加強保護，減少輸入（與脫氧的差異）（與脫氧的差異）。 如焊條：藥皮氣渣聯(lián)合保護如焊條：藥皮氣渣聯(lián)合保護選擇焊條；或采用保護效果更好的方法選擇焊條；或采用保護效果更好的方法 （2）焊接工藝參數(shù)的影響。）焊接工藝參數(shù)的影響。

42、如短弧焊（小電壓）、大電流，縮短熔滴存在時間；大直徑焊絲，熔如短弧焊（小電壓）、大電流，縮短熔滴存在時間；大直徑焊絲，熔滴半徑大溶氮量降低滴半徑大溶氮量降低 （3）合金元素的影響（圖）合金元素的影響（圖1-23，P37）焊接化學冶金效果降低熔滴溫度下降冶金效果變差西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金2.2.3 氫對金屬的作用氫對金屬的作用1 1、氫在金屬中的溶解、氫在金屬中的溶解 （1）來源：焊條藥皮、焊劑、焊絲藥芯中水分，藥皮中有機）來源：焊條藥皮、焊劑、焊絲藥芯

43、中水分，藥皮中有機物、焊件表面雜質(zhì)（銹、油）、空氣中水分物、焊件表面雜質(zhì)（銹、油）、空氣中水分 第一類能形成穩(wěn)定氫化物金屬第一類能形成穩(wěn)定氫化物金屬 ，放熱反應(yīng)，低溫吸氫多。，放熱反應(yīng)，低溫吸氫多。 （ 如：如：Ti, Zr, V, Ta, Nb） 第二類不形成穩(wěn)定氫化物的金屬。溶解，吸熱反應(yīng)第二類不形成穩(wěn)定氫化物的金屬。溶解，吸熱反應(yīng) ，溫度升，溫度升高，溶解度增加。（如：高，溶解度增加。（如：Al, Fe, Cu, Ni, Cr，Mo） （2）溶解機構(gòu)）溶解機構(gòu)1).1).氫以原子形式溶入（一般）氫以原子形式溶入（一般） （平方根定律）（平方根定律）2).2).以以 溶入溶入 （熔渣）（熔

44、渣）3).3).以以 溶入溶入 （電?。娀。?OHH西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金 2、焊縫金屬中的氫及其擴散、焊縫金屬中的氫及

45、其擴散（1）存在形式）存在形式 擴散氫擴散氫：氫以原子或質(zhì)子形式：氫以原子或質(zhì)子形式存在的并可在金屬晶格中自由存在的并可在金屬晶格中自由擴散。（占擴散。（占8到到9成）成） 殘余氫殘余氫：氫原子擴散聚集：氫原子擴散聚集陷阱陷阱（金屬的晶格缺陷，顯微裂紋（金屬的晶格缺陷，顯微裂紋和非金屬夾雜物的邊緣空隙）和非金屬夾雜物的邊緣空隙）中，結(jié)合成分子不能自由擴散。中，結(jié)合成分子不能自由擴散。 總含氫量總含氫量=擴散氫殘余氫擴散氫殘余氫西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金（2

46、）接頭分布）接頭分布近縫區(qū)氫含量與冷裂紋產(chǎn)生有密切關(guān)系近縫區(qū)氫含量與冷裂紋產(chǎn)生有密切關(guān)系西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金3、氫對焊接質(zhì)量的影響、氫對焊接質(zhì)量的影響永久現(xiàn)象：氣孔、冷裂紋（不可消除）永久現(xiàn)象：氣孔、冷裂紋（不可消除） 暫態(tài)現(xiàn)象：脆化、白點（時效、熱處理可消除）暫態(tài)現(xiàn)象：脆化、白點（時效、熱處理可消除） 1)1)、氣孔氣孔2)2)、冷裂紋冷裂紋3)3)、氫脆氫脆 室溫時氫溶解在金屬晶格中，引起鋼的塑性室溫時氫溶解在金屬晶格中，引起鋼的塑性嚴重下降現(xiàn)象

47、嚴重下降現(xiàn)象4)4)、白點、白點 產(chǎn)生區(qū)域產(chǎn)生區(qū)域?西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金 白點：肉眼可見，直徑白點：肉眼可見，直徑0.50.53mm3mm中心處有氣孔或小的夾渣，外中心處有氣孔或小的夾渣，外圍有脆性裂斷的痕跡。圍有脆性裂斷的痕跡。 產(chǎn)生時間：產(chǎn)生時間：白點是在塑性變形階段產(chǎn)生的。白點是在塑性變形階段產(chǎn)生的。 解釋解釋“誘捕理論誘捕理論”：焊縫中的氣孔及非金屬夾雜物邊緣的空隙：焊縫中的氣孔及非金屬夾雜物邊緣的空隙, ,好象好象“陷阱陷阱”一樣。捕捉氫原

48、子，并在其中結(jié)合成氫分子一樣。捕捉氫原子，并在其中結(jié)合成氫分子, ,在在拉伸試驗中拉伸試驗中“陷阱陷阱”中的氫分子被吸附。由于塑性變形新產(chǎn)生中的氫分子被吸附。由于塑性變形新產(chǎn)生的微裂紋表面上的微裂紋表面上, ,分解成原子氫，原子氫擴散到微裂紋金屬晶分解成原子氫，原子氫擴散到微裂紋金屬晶格內(nèi)格內(nèi), ,引起金屬脆化。引起金屬脆化。 消除措施消除措施：去氫處理：去氫處理西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金4、控制氫的措施、控制氫的措施（1）限制焊接材料的含氫量，）限制焊接

49、材料的含氫量，烘干烘干 （2）清理工件及焊絲上雜質(zhì)，）清理工件及焊絲上雜質(zhì)， 去銹、油污、吸附水分去銹、油污、吸附水分 （3）冶金處理）冶金處理 ，使氫生成不，使氫生成不 溶于液態(tài)金屬的氫化物。溶于液態(tài)金屬的氫化物。 如：如：HF, OH，稀土元素，稀土元素（4）焊后脫氫處理）焊后脫氫處理 ：3501h（5）調(diào)整焊接規(guī)范）調(diào)整焊接規(guī)范 （與氮類似，效果差）（與氮類似，效果差）西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金2.2.4 氧對金屬的作用氧對金屬的作用1、氧在金屬中的

50、溶解、氧在金屬中的溶解來源：來源：焊接材料、母材焊接材料、母材(形成氧化性氣體形成氧化性氣體O2、CO2、H2O)和空氣。和空氣。 對熔焊：對熔焊：氧與金屬作用不可避免，重要的是減少焊縫中氧氧與金屬作用不可避免，重要的是減少焊縫中氧含量，降低對接頭造成的危害。含量，降低對接頭造成的危害。存在形式：存在形式： 液態(tài)液態(tài)Fe：O和和FeO 固態(tài)固態(tài)Fe：氧化物：氧化物(FeO、SiO2、MnO、Al2O3) 和硅酸鹽和硅酸鹽(夾雜物夾雜物)，(無無O，室溫氧幾乎不溶解，室溫氧幾乎不溶解)西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engi

51、neering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金2 氧化性氣體對金屬的氧化氧化性氣體對金屬的氧化（1）氧化還原反應(yīng)判據(jù)）氧化還原反應(yīng)判據(jù) 氧化物分解壓氧化物分解壓氧化物分解達到平衡時氧的平衡分壓，稱氧化物分解達到平衡時氧的平衡分壓，稱為氧化物的分解壓。為氧化物的分解壓。 反應(yīng)系統(tǒng)中氧的分壓反應(yīng)系統(tǒng)中氧的分壓2oP)(2TfPo 22ooPP時，金屬被還原，反應(yīng)向右進行； 22ooPP時，金屬被氧化，反應(yīng)向左進行；系統(tǒng)：系統(tǒng)：液態(tài)液態(tài)FeFeOO2西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊

52、接化學冶金焊接化學冶金（2）自由氧對金屬的氧化）自由氧對金屬的氧化 （包括對（包括對Fe,C,Mn,Si等）等） 對對C的氧化，生成的氧化，生成CO(焊接區(qū)氣體的冶金反應(yīng)來源焊接區(qū)氣體的冶金反應(yīng)來源)。（3）CO2對金屬的氧化對金屬的氧化 反應(yīng)產(chǎn)物，反應(yīng)產(chǎn)物，F(xiàn)eO、CO(焊接區(qū)氣體的冶金反應(yīng)來源焊接區(qū)氣體的冶金反應(yīng)來源) CO2焊焊只能防彈，不能防癢，低氫。只能防彈，不能防癢，低氫。（4）H2O氣對金屬的氧化氣對金屬的氧化 反應(yīng)產(chǎn)物，反應(yīng)產(chǎn)物，F(xiàn)eO,H2, 既增氫，又增氧。既增氫，又增氧。（5）混合氣體對金屬的氧化）混合氣體對金屬的氧化 2FeOCOFeCOFeOOFe22/122HFeO

53、FeOH西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金3 氧對焊縫質(zhì)量的影響氧對焊縫質(zhì)量的影響（1）力學性能下降）力學性能下降（2）產(chǎn)生）產(chǎn)生CO氣孔，及飛濺氣孔，及飛濺（3）合金元素燒損）合金元素燒損（4）減少氫的危害）減少氫的危害4.4.防止措施防止措施 一防二脫一防二脫 西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金氣體氣體來源來源控制（有效）控制（有

54、效）N 大氣大氣1防防H有機物有機物水水吸附水吸附水 藥皮藥皮結(jié)晶水結(jié)晶水銹銹油油大氣大氣 藥皮、焊劑：吸附藥皮、焊劑：吸附(結(jié)晶結(jié)晶)水水1防防 母材、焊絲：銹、油母材、焊絲：銹、油 大氣大氣2脫脫（焊后脫氫處理：（焊后脫氫處理：3501h）3反應(yīng)（氧化：反應(yīng)（氧化：HF OH ）O有機物有機物CO2、H2O高鉀氧化物高鉀氧化物H2O 水水保護氣（保護氣（CO2保護焊）保護焊）大氣大氣1防防2脫脫水水 母材、焊絲母材、焊絲藥皮、藥皮、焊劑焊劑西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶

55、金焊接化學冶金西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金內(nèi)容：內(nèi)容： 2.12.1焊接化學冶金過程特點焊接化學冶金過程特點 2.22.2氣相對金屬的作用氣相對金屬的作用 2.32.3熔渣及其對金屬的作用熔渣及其對金屬的作用 2.42.4焊縫金屬的合金過渡焊縫金屬的合金過渡第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶

56、金2.3 熔渣及其對金屬的作用熔渣及其對金屬的作用2.3.1 焊接熔渣及其性質(zhì)焊接熔渣及其性質(zhì)2.3.2 活性熔渣對焊縫金屬的氧化活性熔渣對焊縫金屬的氧化2.3.3 焊縫金屬的脫氧焊縫金屬的脫氧2.3.4 焊縫金屬中硫和磷的危害及控制焊縫金屬中硫和磷的危害及控制西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金2.3 熔渣及其對金屬的作用熔渣及其對金屬的作用2.3.1 焊接熔渣及其性質(zhì)焊接熔渣及其性質(zhì)1、熔渣、熔渣：電焊條藥皮，焊劑溶化形成的金屬、非金屬氧化物及電焊條藥皮，焊劑溶

57、化形成的金屬、非金屬氧化物及其復合物等組成的非金屬物質(zhì)其復合物等組成的非金屬物質(zhì) 。2、熔渣的作用、熔渣的作用 （1 1）機械保護作用）機械保護作用 隔離氮氧隔離氮氧 （2 2）冶金處理作用）冶金處理作用 除害，合金化除害，合金化 （3 3）改善焊接工藝性能）改善焊接工藝性能 燃弧，脫渣，成形燃弧，脫渣，成形西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金 3 3、熔渣的成分和種類、熔渣的成分和種類 （1 1）熔渣成分：大體由氧化物、氯化物、氟化物、硅酸鹽類）熔渣成分：大體由氧

58、化物、氯化物、氟化物、硅酸鹽類組成，是多種化學組成的復雜體系。組成，是多種化學組成的復雜體系。 （2）熔渣分為）熔渣分為3類類 第一類第一類 鹽型鹽型 (氟化物、氯化物、無氧化合物氟化物、氯化物、無氧化合物) 第二類第二類 鹽鹽氧化物型氧化物型 (CaF2/CaO/Al2O3) 第三類第三類 氧化物型氧化物型 (CaO/TiO2/SiO2)西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金3、熔渣的結(jié)構(gòu)理論、熔渣的結(jié)構(gòu)理論22CaOSiOCaO SiOQ 液態(tài)熔渣的結(jié)構(gòu)有兩種理論

59、：液態(tài)熔渣的結(jié)構(gòu)有兩種理論： 分子理論和離子理論分子理論和離子理論（1 1）分子理論）分子理論 1).1).液態(tài)熔渣由化合物的分子組成的。自由氧化物及其復合液態(tài)熔渣由化合物的分子組成的。自由氧化物及其復合物的分子，氟化物，硫化物等。物的分子，氟化物，硫化物等。 2).2).氧化物及其復合物處于平衡狀態(tài)氧化物及其復合物處于平衡狀態(tài) )()()(22SiOCaOSiOCaOk當當Tk自由氧化物濃度自由氧化物濃度復合物濃度復合物濃度，表明熔渣活性，表明熔渣活性 Tk自由氧化物濃度自由氧化物濃度復合物濃度復合物濃度，表明熔渣活性，表明熔渣活性西安工業(yè)大學材化學院西安工業(yè)大學材化學院School of

60、Material and Chemical Engineering第第2 2章章 焊接化學冶金焊接化學冶金()()FeOMnMnOFe() FeOOFeCO 分子理論可簡明的定性解釋熔渣與金屬之間的冶金反應(yīng)分子理論可簡明的定性解釋熔渣與金屬之間的冶金反應(yīng), ,但不能解釋一些重要現(xiàn)象，如導電性、電解等。但不能解釋一些重要現(xiàn)象，如導電性、電解等。3).3).只有自由氧化物才能與金屬作用只有自由氧化物才能與金屬作用4).4).各氧化物之間的化學親和力可近似用生成復合物時的各氧化物之間的化學親和力可近似用生成復合物時的熱效應(yīng)來衡量熱效應(yīng)來衡量卡590022SiOFeOSiOFeO卡28400)(222